Question

【题目】(1)铅蓄电池的正极的反应式_________。

(2)由 Mg、Al和氢氧化钠溶液组成的原电池中，负极的反应式 ________。当在电极上产生气体3.36L(标准状况)时，导线中通过的电子电子数目为_____个(用 NA表示阿伏加德罗常数的值）。

(3)日本茨城大学研制了一种新型的质子交换膜二甲醚燃料电池（DDFC），该电池有较高的安全性。电池总反应为：CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O,电池结构如下图所示,据此回答下列问题：

a极为电池的____极，b电极上的电极反应式为____。电池工作时电流的方向是由_______(填“a”或“b”， 下同)经导向______。电池工作时，若有0.1mol二甲醚被氧化时，有_______mol电子发生转移。

Answer 1

【答案】PbO2+2e+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O 0.3NA 负 O2+4H+＋4e-=2H2O b a 1.2

【解析】

(1)铅蓄电池中PbO2为正极，发生还原反应；

(2)由 Mg、Al和氢氧化钠溶液组成的原电池中，Al为负极，失去电子，产生的Al3+与溶液中的OH-结合形成AlO2-，在正极上水电离产生的H+获得电子变为H2逸出，根据同一闭合回路在电子转移数目相等计算电子转移数目；

(3)通入燃料二甲醚的电极为负极，失去电子，发生氧化反应；通入O2的电极为正极，正极上O2获得电子，与溶液中的H+结合形成水，电流方向为正电荷移动方向；根据同一闭合回路中电子转移数目相等，结合总反应方程式计算。

(1)在铅蓄电池中，Pb为负极，PbO2为正极，在正极上PbO2获得电子，与溶液中的H+结合生成水，PbO2获得电子变为Pb2+，与溶液中的SO42-结合形成PbSO4，电极反应式为PbO2+2e+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O；

(2)由 Mg、Al和氢氧化钠溶液组成的原电池中，Al为负极，失去电子，产生的Al3+与溶液中的OH-结合形成AlO2-，因此负极的电极反应式为：Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O；n(H2)==0.15mol，n(e-)=2n(H2)=2×0.15mol×NA/mol=0.3NA；

(3)在a电极通入燃料，为负极，在b电极通入氧气，为正极，正极上O2获得电子，与溶液中的H+结合形成水，正极的电极反应式为O2+4H+＋4e-=2H2O；电池工作时电流的方向是由正极经外电路到负极，对该电池来说为由b电极到a电极；根据总反应方程式CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O可知：每有1mol CH3OCH3反应，转移12mol电子，则若有0.1mol二甲醚被氧化时，有1.2mol电子发生转移。